[发明专利]由薄多孔金属板组成的电化学装置

权利要求书

1.一种电化学转换装置，包括一种用于电化学反应的膜电极结构，包括：

第一电极包括具有厚度小于200μm的第一多孔金属片、具有80%至90%孔径小于5μm的孔的网状孔结构，以及孔隙率范围为20 至 80%；

膜分离器，包括在第一多孔金属片的至少一个表面上涂覆的厚度大于10μm且小于40μm的陶瓷材料多孔层；和

第二电极包括设置在膜分离器上且厚度小于200μm的第二多孔金属片、具有80％至90％孔径小于5μm的孔的网状孔结构以及20至80的孔隙率%。

2.根据权利要求1所述的电化学转换装置，其中，所述陶瓷材料多孔层的表面孔径小于100nm。

3.根据权利要求1所述的电化学转换装置，其中所述陶瓷材料是氧化锆、氧化钇稳定的氧化锆、或氧化铈中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的电化学转换装置，其中所述陶瓷材料包含0.5-5 wt.％烧结促进剂，所述烧结促进剂包含氧化镍、氧化锰。

5.一种用于电化学生产氨的装置，包括：

带正电的电极，包括导电金属基多孔金属片，该导电金属基多孔金属片包括厚度小于200μm、具有80%至90% 的孔的孔径小于5μm的网状孔结构，且孔隙率为20%至80%；

膜分离器，包括设置在导电多孔金属片上且厚度大于10μm且小于40μm的陶瓷材料多孔层；和

带负电的电极，设置在膜分离器上并包含纳米铁催化剂、碳与纳米铁和/或氧化铁的混合物、碳负载纳米铁、碳负载纳米氧化铁、碳-负载的纳米氮化铁、碳与氮化铁的混合物、或它们的混合物。

6.一种用于电化学反应的膜电极结构，包括：

厚度小于200微米的多孔金属支撑片，其具有网状孔结构，该结构包括多个孔，其中80%至90%的孔的孔径小于5μm，孔隙率在20%至80%的范围内；和

厚度大于10μm且小于40μm的陶瓷材料多孔层，其涂覆在多孔金属支撑片的表面上，

其中，所述陶瓷材料多孔层被配置为在应用条件下填充有电解质。

7.根据权利要求6所述的膜电极结构，其中所述多孔层包括小于100nm的表面孔径。

8.根据权利要求6所述的膜电极结构，其中所述陶瓷材料包括氧化锆材料，所述氧化锆材料包括氧化锆和氧化钇稳定的氧化锆中的一种。

9.根据权利要求8所述的膜电极结构，其中所述氧化锆材料包含烧结促进剂，所述烧结促进剂为氧化镍。

10.根据权利要求6所述的膜电极结构，其中所述陶瓷材料包括二氧化铈和CoSm稳定的二氧化铈中的一种。

11.根据权利要求6所述的膜电极结构，其中所述陶瓷材料多孔层是通过湿化学涂覆并在高于500℃的温度下烧结制备的。

12.根据权利要求6所述的膜电极结构，其中所述多孔金属支撑片包括镍合金。

13.根据权利要求6所述的膜电极结构，其中所述多孔金属支撑片包括包含铁、钴和镍中的至少一种的电极催化剂。

14.根据权利要求6所述的膜电极结构，其中所述多孔金属支撑片包括包含氮化铁或氮化镍中的至少一种的电极催化剂。

15.根据权利要求6所述的膜电极结构，其中所述膜电极结构包括用于水电解的电化学装置的阳极膜电极组件。

16.根据权利要求6所述的膜电极结构，其中所述膜电极结构包括用于水电解的电化学装置的阴极膜电极组件。